Камни в почках образуются, когда в моче находится слишком много определенных минералов, таких как кальций. Мочекаменная болезнь поражает мужчин, женщин и все чаще детей — более 12% населения мира.
Материалы и методы обследования
Используя методику криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) 2017 года (удостоена Нобелевская премия за захват изображения с высоким разрешением белка ионного канала под названием TRPV5), можно удалять кальций из мочи. Исследователи из Медицинской школы Перельмана в университете Пенсильвании (Perelman School of Medicine at the University), Медицинской школы Университета Рутгерса (Rutgers University Medical School) и Университета Темпл (Temple University) обнаружили новые факты относительно того, как образуются камни в почках.
Результаты научной работы
Благодаря новой информации, полученной из молекулярной структуры TRPV5, исследователи теперь смогут использовать биоинформатику для обнаружения соединений, которые взаимодействуют с TRPV5 для лечения и профилактики камней в почках в группах риска. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications.
Во главе с Верой Моисеенковой-Белл (Vera Moiseenkova-Bell) ученые запечатлели изображение белка ионного канала TRPV5 как в открытом, так и в закрытом состоянии. Все клетки имеют каналы в своих наружных мембранах, которые обеспечивают поток небольших ионов, таких как натрий, калий или кальций. Это двустороннее движение вызывает иммунный ответ, обмениваясь между клетками мозга, и фильтруется почками.
Почти 99% кальция реабсорбируется почечными канальцами, а TRPV5 производится только в клетках, которые строят трубочки, где уровень содержания кальция в моче сохраняется. Большинство камней в почках содержат кальций, и слишком большое количество кальция в моче предрасполагает людей к образованию камней.
Крио-ЭМ использует электронный луч для получения тысяч снимков отдельных замороженных молекул белка. Затем алгоритмы объединяют множественные изображения для усиления общей картины молекулярной структуры. Используя эти изображения, Моисеенкова-Белл показала структуру TRPV5, чтобы ответить на вопросы о физиологической роли белка в болезни.
«Мы впервые увидели, как этот белок открывается, активируя мембранные липиды», – сказал соавтор Тейлор Хьюз (Taylor Hughes). «Многие белки регулируются аналогичным образом, поэтому наша структура закладывает основу для понимания этого процесса в других условиях».
Рут Пумрой ( Ruth Pumroy), соавтор исследования, также обнаружила структуру закрытого канала в присутствии белка, называемого кальмодулином, который непосредственно подключает поры канала.
«Это выявило уникальный механизм ингибирования TRPV5, который может быть полезен для поиска новых партнеров по связыванию и открытию лекарств», – сказала Пумрой.
Рутгерс, Тибор Рохакс (Tibor Rohacs) и один из первых авторов Айсенур Язичи (Aysenur Yazici) подтвердили прогнозы того, как работает канал, изменяя отдельные аминокислоты в структуре TRPV5, чтобы увидеть, будет ли поток кальция через измененный канал отличаться. Когда аминокислоты, контактирующие с липидом в структуре TPRV5, были изменены, TRPV5 не позволял кальцию проникнуть в клетку. Когда в канале была изменена другая аминокислота TPRV5, тормозное действие калмодулина исчезло. Ученые использовали сложные компьютерные программы для дальнейшей проверки результатов.
Авторы другого исследования утверждают, что вода уменьшает инфекции мочевого пузыря у женщин.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
